弥散张量成像各向异性分数与缺血性脑卒中患者上肢运动功能的相关性

刘建华，魏清川，胡秀茹，叶赛青，闫志宇，高强

1.中国康复研究中心北京博爱医院运动疗法科，北京市 100068；2.首都医科大学康复医学院，北京市 100068；3.四川大学华西医院康复中心，四川成都市 610041；4.日本国际医疗福祉大学理学疗法学科，日本大田原市

2019年全球疾病负担研究显示，中国是全球脑卒中发病风险最高的地区，居民脑卒中的风险率达39.3%[1]。脑卒中具有高病死率、高致残率的特点，患者即使及时治疗也有可能遗留残疾，日常生活活动受限，影响生活质量[2-3]。

弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)通过测量体内不同组织中水扩散运动的各向异性信息，可无创观测人体中神经纤维束[4]，通常用来定量测量神经系统组织的完整性，当轴突或神经元损伤时，各向异性减弱[5]。皮质脊髓束(corticospinal tract,CST)是锥体束最大的下行纤维束，走行于放射冠、内囊后肢和大脑脚，在脊髓活动的皮质控制中起重要作用，是自主运动的主要传导途径[6]。保留或恢复CST 对脑损伤患者运动功能的恢复至关重要[7]。

学者多采用各向异性分数(fractional anisotropy,FA)评估CST 损伤程度[8-10]。FA 介于0(各向同性扩散)和1(单向扩散)之间[11]。FA 的大小与髓鞘的完整性、纤维致密性和平行性有关，FA 越大，神经传导能力越强。近年来，双侧FA比rFA(rFA=患侧FA/健侧FA)逐渐成为评价神经纤维完整性的重要参数[12]。rFA 越低，提示CST 损伤程度越高[13]。已有研究显示[14]，DTI 参数可在一定程度上预测患者的预后。本研究探讨不同区域DTI 参数与缺血性脑卒中患者上肢运动功能恢复的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2019年1月至12月，选择华西医院缺血性脑卒中患者。诊断符合1995年全国第四届脑血管病学术会议通过的各类脑血管病诊断标准，经CT或MRI确诊。

纳入标准：年龄25～80 岁；肢体偏瘫；病程2～4周。

排除标准：生命体征不平稳或重要器官衰竭；严重认知功能障碍；严重脑外伤或恶性肿瘤；体内有金属植入；拒绝签署知情同意书。

最终纳入20例，其中男性13例，女性7例；年龄35～80岁，平均(62.33±7.31)岁；右利手18例，左利手2例；病灶位于左侧11例，右侧9例。

本研究经四川大学华西医院生物医学伦理委员会审核通过。

1.2 方法

1.2.1 康复治疗

所有患者入院后均予常规药物治疗和康复治疗3周。康复治疗根据康复评定结果，制定康复方案，主要包括以Bobath 技术为主的物理治疗以及作业治疗等，部分患者根据其功能障碍选用言语疗法和矫形器等治疗。

治疗前后行MRI检查和临床量表评定。

1.2.2 MRI检查

采用Siemens Trio 3.0 T 磁共振成像系统，8 通道头颅线圈。采用3D 扰相梯度回波(SPGR)序列行轴位3D T1WI 扫描。扫描参数：TR/TE 1900/2.26 ms；FLA 9°；层厚1 mm；层数176，无间隔扫描；FOV 256×256 mm；矩阵256×256；体素1×1×1 mm；扫描范围覆盖全脑。应用Siemens 随机附带软件进行处理，测量梗死灶，患侧大脑脚、内囊后肢，以及对侧相应部位FA和rFA。

1.2.3 评定方法

采用Fugl-Meyer 评定量表上肢部分(Fugl-Meyer Assessment-Upper Extremity,FMA-UE)评定患侧上肢运动功能，量表包括10 大项、33 小项，评分越高，提示上肢运动功能越好。

1.3 统计学分析

采用SPSS 21.0 软件进行数据处理。对计量资料进行正态性检验和方差齐性检验，不同部位FA 和rFA均满足正态分布和方差齐性，用()表示，采用配对t检验。不同部位治疗前后FA、rFA 差值(治疗后-治疗前)与FMA-UE 评分差值的相关性采用Spearman相关分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

治疗后，患者FMA-UE评分显著提高(P＜0.001)。患侧梗死灶FA 与rFA 显著升高(P ＜0.001)；其他部位FA 和rFA 虽有升高，但无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

各部位FA、rFA 差值均与FMA-UE 评分差值正相关(P＜0.05)，其中内囊后肢相关性最强。见表2。

表1 治疗前后FMA-UE评分及不同部位FA和rFA比较(n=20)

表2 不同部位FA和rFA差值与FMA-UE评分差值的相关性(n=20)

3 讨论

本研究显示，缺血性脑卒中患者治疗后，梗死灶FA和rFA增加，提示梗死灶附近CST恢复。

脑卒中早期常发生轴突损伤、树突变性、组织水肿、髓鞘肿胀等问题，白质各向异性程度下降，FA和rFA 降低[15-16]。卒中后恢复期CST 纤维束增多[17]，FA 升高，与运动功能恢复相关[18]。Puig 等[19]提出，rFA 是唯一预测长期运动功能预后的独立指标。脑卒中亚急性或慢性期CST 的rFA 越低，运动损伤越大，3个月后运动恢复越差[20-21]。也与本研究的结果一致。

凌晴等[22]发现，脑出血患者大脑脚、内囊后肢、放射冠区3 个层面CST 的FA 和rFA 均与FMA 评分相关，以放射冠最显著；而初级皮质运动区FA和rFA与FMA 评分无明显相关性；缺血性脑卒中患者大脑脚、内囊后肢、放射冠区、初级皮质运动区FA和rFA均与FMA评分相关，以放射冠最显著。本研究显示，梗死灶、大脑脚和内囊后肢FA和rFA的变化与上肢运动功能评分变化相关，以内囊后肢最显著。

综上所述，DTI 参数可以直观、量化评估神经纤维的损害程度，为早期预测患者预后提供重要信息，并有利于认识神经解剖、神经功能缺损症状和神经病理学改变之间的联系。

本研究选取的层面较少，无法细致判断CST 在哪个层面的损伤能更准确地预测患者预后，有待后续进一步研究。